توربين رام هوائي

توربين رام هوائي (ram air turbine) المعروف اختصاراً بـ «رات» (RAT) هي توربين رياح صغير متصل بمضخة هيدروليكية أو مولد كهربائي مركب في طائرة ويستخدم كمصدر للطاقة. يولد «رات» الطاقة من تيار الهواء بواسطة ضغط الدفع بسبب سرعة الطائرة.
التشغيل
بشكل عام، فأن الطائرات الحديثة تستخدم «رات» فقط في حالات الطوارئ. في حالة فقدان كل من مصادر الطاقة الأولية والمساعدة، فإن «رات» ستعمل على تشغيل الأنظمة الحيوية (أدوات التحكم في الرحلة، والمكونات الهيدروليكية المرتبطة وكذلك أجهزة الطيران الحرجة). تنتج بعض «رات» طاقة هيدروليكية فقط، والتي تُستخدم بدورها لتشغيل المولدات الكهربائية.
في بعض الطائرات المبكرة (بما في ذلك المناطيد)، تم تركيب وتشغيل مولدات كهربائية صغيرة أو مضخة وقود بشكل دائم. استخدمت بعض المراوح ذات السرعة الثابتة، مثل محركات آرغوس إيه إس 410 المستخدمة في فوكه وولف فو 189، توربينًا على الدوار لتشغيل حاكم خطوة مستقل يتحكم في هذه السرعة الثابتة.
تولد الطائرات الحديثة الطاقة في المحركات الرئيسية أو محرك توربيني إضافي يحرق الوقود يسمى وحدة الطاقة الإضافية، والتي غالبًا ما يتم تثبيتها في الجزء الخلفي من جسم الطائرة أو في بئر العجلة الرئيسية. يولد «رات» الطاقة من تيار الهواء بسبب سرعة الطائرة. إذا كانت سرعات الطائرات منخفضة، فإن «رات» ستنتج طاقة أقل. في الظروف العادية، يتم سحب «رات» إلى جسم الطائرة (أو الجناح)، ويتم نشرها يدويًا أو تلقائيًا بعد الفقد الكامل للطاقة. في الفترة الفاصلة بين فقد الطاقة ونشر «رات»، يتم استخدام البطاريات.
الاستخدام العسكري
«رات» شائعة في الطائرات العسكرية التي يجب أن تكون قادرة على النجاة من فقدان الطاقة المفاجئ والكامل.
في الاستخدامات العسكرية الأخرى، يمكن تشغيل الأنظمة المجهزة بجراب مثل مدفع إم-61 إيه1 فولكان أو الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة مثل نظام التشويش (AN / ALQ-99) بواسطة «رات» في التشغيل القياسي. يسمح ذلك بتثبيتها على نقطة صلبة قياسية، دون الحاجة إلى مصدر طاقة خاص بجراب. كما أن بعض الأسلحة النووية التي تسقط بحرية، مثل البريطانية "يلو صن" و "اللحية الحمراء"، تستخدم «رات» لتشغيل أجهزة قياس الارتفاع بالرادار ودوائر الإطلاق؛ كانت هذه بديلاً أكثر موثوقية للبطاريات.
الاستخدام المدني
تم تجهيز العديد من الأنواع الحديثة من الطائرات التجارية، من فيكرز في سي 10 في الستينيات، بأجهزة «رات». تم اختيار توربين هوائي يعمل على تشغيل مولد كهربائي لمحرك VC10 نظرًا لاستخدامه لعناصر تحكم طيران «معبأة» تعمل بالطاقة هيدروليكيًا، بدلاً من نظام هيدروليكي مركزي. تم تزويد كل وحدة من وحدات الحزم الفردية الخاصة بمحرك في سي 10 بالطاقة الكهربية، ولذا فقد اعتمد التكرار الطارئ لـ في سي 10 على مولدات رباعية ومولد «رات» احتياطي في وقت كانت فيه معظم أجهزة «رات» تقود المضخات الهيدروليكية.
تمتلك طائرة إيرباص إيه 380 أكبر «رات» في العالم حيث يبلغ قطره ، ولكن حوالي أكثر شيوعًا. يمكن أن تكون «رات» كبيرة نموذجية على متن طائرة تجارية قادرة على إنتاج من 5 إلى 70 كيلو واط، حسب المولد. قد تولد النماذج الأصغر وسرعة الهواء المنخفضة 400 واط.
كما تم استخدام «رات» لتشغيل مضخات الطرد المركزي للضغط على أنظمة الرش على الطائرات التي تُستخدم كغبار للمحاصيل لتوصيل العوامل السائلة إلى أراضي المحاصيل. السبب الرئيسي لاختيار «رات» هو السلامة؛ يسمح استخدام «رات» في الولايات المتحدة للمحرك وأنظمة الطاقة المعتمدة من إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) على الطائرة بالبقاء غير معدلة. ليست هناك حاجة لاستخدام قوة إقلاع المحرك لتشغيل المضخة، حيث يمكن وضع المضخة في مستوى منخفض أو أسفل السطح الخارجي لهيكل الطائرة، مما يبسط عملية التمديدات إلى حد كبير. نظرًا لكونها أدنى نقطة في التمديدات، فستحصل على تغذية بالجاذبية من خزانات الرش ولا تحتاج أبدًا إلى التحضير. في حالة تعطل المضخة الذي قد يؤدي إلى حدوث نوبة، لا يوجد أي تأثير على قدرة الطائرة أو أنظمتها على الطيران باستثناء حقيقة أن أنظمة الرش لا تعمل.
حوادث مدنية تنطوي على نشر رات
تضمنت حوادث الطيران التالية نشر توربين رام الهوائي:
1983: رحلة الخطوط الجوية الكندية 143، والمعروفة أيضًا باسم حادثة قيملي قلايدر
1996: اختطاف رحلة الخطوط الجوية الإثيوبية رقم 961
2000: رحلة هاباغ لويد 3378
2001: رحلة طيران ترانسات رقم 236، والمعروفة أيضًا باسم حادثة Azores Glider
2004: رحلة طيران بيناكل رقم 3701
2009: رحلة الخطوط الجوية الأمريكية رقم 1549
2020: رحلة الخطوط الجوية الدولية الباكستانية 8303
مراجع
روابط خارجية
مسح حول استخدام التوربينات الهوائية في الطائرات / وقائع مؤتمر AIP> المجلد 1831، الإصدار 1 (2017) doi: 10.1063 / 1.4981189
RATs طائرة الطوارئ - IEEE
مكونات طائرات
مولدات كهربائية